单缝衍射实验指导书.doc

单缝衍射实验指导书 0I?I?I)2(?aSin? 一、实验目的1.观察单缝衍射现象，了解衍射特点；2.测量单缝衍射的相对光强分布。 二、实验仪器激光器、单缝、检流计、硅光电池等 三、实验原理照到狭缝上的波前上每一点都起着新波源的作用，从这个波前出发，光线迭加的结果是出现平行于狭缝的明暗相间的条纹。 亮条纹从中心往两侧依次是0级、1级、2级n级亮条纹。 暗条纹依次是1级、2级.n级。 设光轴上的光强为屏上与光轴夹角?为的一处光强为220sin?II? （1）1.当)0(0?时，0II?；称为主极大或零级亮条纹。 2.当)2,1?(?mm?，即amSin?时，0?I，出现暗条纹。 暗条纹在am?的方向上。 主极大两侧暗条纹之间的夹角a?2?，其余暗条纹间的间距为a?。 3.其他亮条纹的位置?322?/2?dSinCosSinSind?极大值。 取I时，即,0tgSinCos?可得?47.346.243.1，即)3(47.3?,46.2?,43.1?aaa?亮条纹的光强是极值的0.047，0.017，0.008倍4.总结?Sin-2a?-1.43a?-a?0a?1.43a?2a?I0-0.04700I00.0470 四、实验内容和步骤1.按夫琅和费单缝衍射实验装置设计光路。 即入射到狭缝的光束是平行光，传播到观察点的各子波的光线也是平行光。 2.激光点亮并垂直于狭缝，观察屏放到较远处Da.3.观察单缝衍射现象 （1）调节狭缝又宽变窄，再由窄变宽，观察衍射图像的变化，估计出衍射图像刚出现可分辨条纹时的缝宽。 （2）调节缝宽，观察缝宽与衍射角的关系，注意其规律性。 （3）观察狭缝大小与亮条纹的宽度、亮度（光强）清晰度的关系。 （4）改变屏到狭缝的距离D，重复上述情况的观察，记下变化的规律。 4.测量单缝衍射图像的光强分布 （1）调节缝宽，屏上出现清晰的衍射图像。 由光电池代替观察屏，光强计由检流计（或毫伏表）的读数表示。 （2）将光电池沿衍射图像展开的方向从做到右（或反向）以一定的间隔（间隔大小以能在一条纹上多读几个数值为准，光强逐点测量。 ）要对光电池前的光栏宽度适当调整。 如确定中心零点，然后向外以0.5mm为间距测量。 （3）.改变单缝宽度，其他条件不变，按步骤 （2）再测一组数据。 （4）.将所测光电流数据归一化、即将所测数据对最大值（中央主极大值）取相对比值0/II,作xII?0/曲线，即得到单缝衍射的相对光强分布曲线（共2条）。 （5）.从曲线上得到光强极小值（暗纹）的位置mx，测出单缝到光电池的距离D，便可以算出衍射角Dxmm?，并与理论值比较。 利用第一级暗纹的衍射角和已知波长求出狭缝宽度。 （6）由光强分布曲线确定光强次极大的位置和相对光强，并与公式 （3）、 （4）比较。 （7）对比和分析所测的两条相对光强分布曲线。 总结出单缝衍射图像的规律和特点。 1.使用可调滑块。 2.开始处于闭合状态。 3.以中心最亮条纹处开始，结合调整狭缝宽度，调节电表的量程和示数的大小。 4.在改变量